國產變速(sù)箱圓柱蝸輪頭為例,蝸輪頭表麵經過滲碳淬火和(hé)噴丸處理,通(tōng)過齒根處的殘餘應(yīng)力和硬度的(de)分布對其(qí)彎曲疲勞(láo)強度和疲勞裂紋(wén)萌生區域進(jìn)行了(le)分析和試驗驗證。
為進一步(bù)研究蝸輪頭彎曲(qǔ)疲(pí)勞斷裂機製和精製蝸輪頭表(biǎo)麵強化工藝(yì)參(cān)數的合(hé)理確定(dìng)提供了參考依據。
試驗材料與方法齒輪材料為Mn-Cr鋼,其化學成分見。
從看到,蝸輪頭根處的表麵硬度最大為59HRC,然後隨著深度的增加,硬度(dù)緩慢下降。
在深度為013mm處硬度變化(huà)比較急劇,當深度超過017mm後,硬度基本保(bǎo)持不(bú)變,該硬度也是蝸輪頭基體的硬度,約為44HRC。根據(jù)硬度和(hé)抗拉強度之間的(de)轉換表[12,13],把蝸(wō)輪頭不同深度下的硬(yìng)度轉換為抗拉強度,給出了不同深(shēn)度下的換算(suàn)強度。
預測試驗和分析為了盡量消除不確定因素,對同批(pī)次表麵工藝強(qiáng)化後的合格鑄鋼蝸輪頭,在蝸輪頭根部同一部位(wèi)不同深度處的殘餘應(yīng)力和硬度進行測量(liàng)。
殘餘應力用RICHSEIFERTCo的X射線應力分析儀測量,硬度用AKASIMVK-E測量並轉化成(chéng)洛氏(shì)硬度,通過(guò)逐層電拋光測不同深度下的殘餘應力和硬度,結果如和。
反映(yìng)了蝸輪頭根不(bú)同深度下的換算抗拉強度,表麵抗拉強度(dù)為24002500MPa,而該蝸輪頭彎曲試驗表明,蝸輪(lún)頭(tóu)曲平均斷(duàn)裂強度約為2400MPa,符合理論分析。蝸輪頭(tóu)彎曲靜強度(dù)試驗結果初步說明(míng)了可以按照蝸輪頭的硬(yìng)度來確定其強度。
為了確定蝸輪頭(tóu)根在額定工作載荷下,不同深度的應力分布,通過蝸輪頭(tóu)彎曲有限元分析計算,得到工作載荷作用下蝸輪頭根同一部位沿深度(和載荷作用方向平行)的應力分(fèn)布,給出了使(shǐ)用載荷下蝸輪頭根附近沿深度的應力分布。
關鍵詞:蝸輪頭
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